阿爾法·羅密歐作為一家開發運動車型的義大利品牌,旗下有大量經典的性能車,比如33 Stradale、1967 Spider、147 GTA、156以及4C與8C等,不勝枚舉的車型讓阿爾法羅密歐不管在街道還是賽道都有著一席之地,而在這些經典且傳承的性能車背後,當然也少不了其核心 —— 發動機。
通常情況下,我們都會想到Giulia四葉草上那台2.9 V6T引擎,因為那台V6T基本是與當今F1賽車的V6T同源,那一腳油門可以說是與F1夢幻聯動。
但是這次我們不聊那台V6T,我們來聊聊阿爾法的四缸機 ——同樣經典的雙頂置凸輪軸(Twin Cam)引擎,這是阿爾法開發的一系列全鋁合金直列四缸引擎,從1954年一直生產到1994年。
在義大利語中,它被稱為「bialbero」(「雙軸」),也被暱稱為「Nord」(北方)引擎,因為該引擎在義大利北部的米蘭Portello工廠生產,以區別於在義大利南部為Alfasud等車型生產的阿爾法·羅密歐Boxer引擎。
Author / 酷樂汽車
阿爾法·羅密歐的雙頂置凸輪軸引擎前身出現在1950年的1900車型上,這是一款短衝程方形直列四缸引擎,採用鑄鐵缸體和鋁合金交叉氣流氣缸蓋,配有雙頂置凸輪軸,進排氣門夾角為90度。
交叉氣流氣缸蓋
是一種進氣口和排氣口位於相反兩側的氣缸蓋,可以認為是氣體流過氣缸蓋,這與進氣口位於同一側的回流式氣缸蓋設計形成對比。交叉氣流缸蓋使用頂置氣門,但這些氣門可以由頂置凸輪軸或氣門傳動機構驅動,氣門傳動機構在氣缸體內設有凸輪軸,並通過推桿和搖臂驅動氣門。
這款引擎由阿爾法·羅密歐首席工程師Orazio Satta Puliga負責開發,他同時也主導了該引擎繼任者的開發。
1952年,阿爾法的Disco Volante車型搭載了一款2.0升雙頂置凸輪軸四缸引擎,帶有鋁製缸體和套筒,但該引擎似乎是1900引擎的定製版本,而不是後來推出的雙頂置凸輪軸引擎的原型。
雖然後來推出的經典Twin Cam雙頂置凸輪軸引擎與1900引擎共享一些設計特徵,但它是由Giuseppe Busso全新設計的。
Giuseppe Busso
1913年出生於都靈,他於1937年開始在菲亞特的航空發動機部門工作。1939年1月他轉投阿爾法·羅密歐,在Orazio Satta Puliga的指導下工作,他的主要職責是開發賽車發動機。
1946年他成為法拉利的技術總監,並參與了法拉利Colombo V12發動機的研發。1948年,他回到阿爾法·羅密歐並在那裡工作到1977年。他負責研發阿爾法·羅密歐公路車的機械工程,參與了阿爾法·羅密歐1900、Giulietta、Giulia、1750、2000和Alfetta的研發。隨著Giulietta的推出,他推出了今天我們談論的阿爾法·羅密歐雙凸輪四缸發動機。
他的另一項偉大發明就是阿爾法·羅密歐V6發動機,也稱為Busso發動機,該發動機設計於20世紀70年代初,並於1979年的Alfa 6上推出。
1954年,阿爾法·羅密歐在Giulietta車型上首次引入了這款雙頂置凸輪軸引擎,該引擎的特點包括:
- 鋁合金髮動機缸體,配鑄鐵「濕式」缸套
- 帶有半球形燃燒室的鋁合金氣缸蓋
- 在五個主軸承中運轉的鍛鋼曲軸
- 雙頂置凸輪軸,由雙排正時鏈驅動
- 通過桶形挺杆上的凸輪軸直接驅動氣門
- 每缸兩個傾斜氣門,火花塞位於中央
- 進氣門和排氣門相隔80度夾角
- 大型扁平帶有鰭片的油底殼
這些特徵使這台雙頂置凸輪軸引擎在上世紀50年代中期的量產車引擎設計中顯得非常先進,並且也成為了該引擎後續升級版本的開發基礎。該引擎在1954年的Giulietta上排量為1290cc。
1960年,阿爾法·羅密歐推出了另一個版本的雙頂置凸輪軸引擎,搭載在Tipo 103小型車上,這款引擎是阿爾法羅密歐最小的四缸雙頂置凸輪軸引擎,缸徑66毫米(2.60英寸),衝程65.5毫米(2.58英寸),排量僅為896cc,功率52馬力@5500rpm。
為了使發動機適應橫向前置發動機的前驅布局,發動機缸體和驅動橋箱被建造為一個整體,後來這些發動機中只有三台被製造出來。
1962年6月27日,在剛發布的Giulia車型上出現了一款更大的雙頂置凸輪軸引擎,最顯著的變化是排量增加到1567cc,該引擎採用了不同的鑄造方法,氣門杆直徑增加了1至9毫米(0.35英寸),缸徑間距不同,正時鏈更長,曲軸也進行了修改。
1968年,該引擎再次增大排量,達到1779cc,並被用於1750 GTV和1750 Berlina車型,其他變化則包括在連杆上偏置大軸承,並加入鈉填充排氣閥。
1971年,阿爾法羅密歐推出了1962cc版本Twin Cam,用於2000 GTV和2000 Berlina車型上,這是當時羅密歐最大的量產雙頂置凸輪軸引擎,其在飛輪上減少了齒輪齒數,並由6個螺栓固定,而不是8個。
1972年,Alfetta車型搭載了這款引擎,但換上了新的機油泵,並升級了散熱油底殼。儘管這樣的設計並不有利於審美,但在功能上有所幫助,因為一些車主報告說舊的油底殼在寒冷天氣中會使引擎和機油過於冷卻,以至於需要阻擋散熱器的氣流才能使冷卻液溫度足夠高,從而使內部加熱器有效。
另外,由於Alfetta還使用了後置變速箱,因此引擎中不需要飛輪軸承。
Twin Cam是首款採用可變氣門正時(VVT)的量產汽車發動機,1980年,美國規格的Spider首次使用了這種電動機械系統,其使用一個變速器來調整進氣凸輪軸的相位而不改變持續時間。
阿爾法·羅密歐的Autodelta賽事部門為不同的賽車級別和車型生產了多種雙頂置凸輪軸引擎版本,其中包括面向GTA賽車版,排量範圍從1283cc到2056cc,這些引擎大部分使用了雙火花塞系統。
儘管阿爾法·羅密歐從未出售過8氣門以上的Twin Cam量產版,但他們有兩個16氣門氣缸蓋可供選擇。許多Autodelta車型的發動機都配有這種氣缸蓋,而改裝廠Franco Angelini還開發了另外一種16氣門氣缸蓋共其使用。
一些Autodelta賽事部門開發的氣缸蓋的進排氣門夾角比大多數量產引擎使用的80°更窄,這些氣缸蓋被稱為「testa stretta」(窄缸頭),還有一些引擎則使用了被稱為「單套筒」襯套的設計,也就是所有四個缸套都在一個單獨的鑄件中並排鑄造。
1959年,Asardo 1500 AR-S發布,這是一款使用定製雙頂置凸輪軸引擎的非阿爾法原型車,起初使用1290cc排量缸體,通過使用定製活塞和Mahle濕式缸套,將缸徑增加到79.5mm,最終排量達到1489cc,功率為135馬力。
1967年,阿爾法羅密歐在日內瓦車展上推出GTA SA車型,這款車由Autodelta部門製造,搭載了1567cc的雙頂置凸輪軸引擎,其通過兩個機械增壓器增壓,功率達到220馬力。
1979年,阿爾法羅密歐推出GTV Turbodelta,這款車搭載2.0升引擎,通過KKK渦輪增壓器和一對Dell'Orto DHLA40H增壓化油器增壓,功率為150馬力。這款車僅生產到1981年,當時阿爾法·羅密歐退出了Group 4賽事,專注於F1,該車共製造了400輛。
1984年,阿爾法羅密歐推出了Giulietta Turbodelta,該車配備1962cc雙頂置凸輪軸引擎,搭載雙化油器和Alfa Avio渦輪增壓器,功率為170馬力。
1986年,阿爾法羅密歐推出75 1.8 Turbo Quadrifoglio,搭載1779cc雙頂置凸輪軸引擎與渦輪增壓,功率為165馬力,Group A版本的這款引擎的功率可以達到300馬力。
阿爾法·羅密歐很早就使用了雙火花塞技術,該引擎每個氣缸有兩個火花塞,該技術最早用於1914年的A.L.F.A. Grand Prix賽車。包括GTA車型與搭載Giulia引擎的賽車在內,均配備了每缸兩個火花塞的氣缸。
1750和2000車型的賽用版雙頂置凸輪軸引擎也使用了雙火花塞技術。
1987年,量產版Alfa 75 2.0 Twin Spark配備了雙火花塞氣缸蓋,提供更好的點火效率和改進的燃燒室形狀,進排氣門的夾角更小。雖然該引擎由雙頂置凸輪軸引擎開發而來,但雙火花引擎和雙頂置凸輪軸引擎之間幾乎沒有可互換的零件。
例如,雙頂置凸輪軸引擎有六個通向氣缸蓋的油道,而雙火花塞引擎只有兩個,其正時鏈條蓋更窄,氣門夾角縮小到46°,75車型的雙火花塞引擎還採用了阿爾法的VVT系統,結合電子燃油噴射,輸出功率為148馬力。
最後幾款阿爾法·羅密歐的雙頂置凸輪軸發動機包括1749cc、1773cc和1995cc版本的8V雙火花塞發動機,這些發動機被用於155和164車型。
1995年之後,155車型換搭了16氣門雙火花塞發動機,雖然與之前的發動機有一些相似之處,但這是不同的設計,屬於菲亞特的"Pratola Serra"發動機系列,而164車型則繼續使用8氣門雙火花塞發動機直到1997年停產。
阿爾法·羅密歐雙頂置凸輪軸發動機的生產於1997年結束,那個時候它基本已經被自1995年起基於菲亞特16氣門雙火花塞發動機開發的新發動機所取代。
在服役超過四十年後,阿爾法·羅密歐雙頂置凸輪軸引擎仍被認為是有史以來最好的四缸引擎之一,也是義大利品牌最具標誌性的動力系統之一。
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